ACS Catalysis：手性相互作用诱导的晶面调控：解锁 Co₃O₄纳米颗粒电解天然海水析氧的潜力

本文围绕天然海水电解制氢中非贵金属催化剂抗氯腐蚀这一关键问题展开研究。研究背景指出，传统IrO2、RuO2等贵金属析氧催化剂成本高昂，且海水中的氯离子会引发副反应、腐蚀催化剂，制约了大规模应用。研究目的旨在开发一种兼具高活性、长寿命、低成本和抗氯腐蚀能力的非贵金属析氧催化剂。研究结论表明，作者提出“手性工程诱导晶面暴露 + 氮掺杂”的创新策略，成功构筑了优先暴露(111)晶面的氮掺杂手性Co3O4纳米催化剂（N-L-Co3O4）。该催化剂在1.0 M KOH中达到10 mA cm-2的过电位仅278 mV，在天然海水中也展现出优异的析氧活性和抗氯能力（析氧法拉第效率约98.5%），并在500 mA cm-2下稳定运行近500小时。理论计算与实验证实，其卓越性能源于(111)晶面与氮掺杂协同构建的“亲OH⁻、疏Cl⁻”表面屏障，有效抑制了氯离子腐蚀与副反应。该工作为低成本、耐海水腐蚀的非贵金属电解水催化剂设计提供了全新思路。